Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
CHECKING METHOD ON MACHINE TOOLS, AND MACHINE TOOL FOR CARRYING OUT SAID METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/003311
Kind Code:
A2
Abstract:
Disclosed are a method for checking tools on machine tools and a tool which operate by means of a punch and a female die in order to cold-form a workpiece. The tool is checked with the help of a test medium. Said test medium is detected in a test medium chamber (9), can be deliberately discharged from said test medium chamber (9), and can be conducted from the test medium chamber (9) to the tool (1, 2, 4) points (5, 8) that are to be checked. The actual pressure, flow, or consistency values that are fed to the measuring device are based on the values of the test medium in the test medium chamber (9). A machine tool for carrying out said method is also disclosed.

Inventors:
RAPP EUGEN (DE)
Application Number:
PCT/DE2007/001210
Publication Date:
January 10, 2008
Filing Date:
July 09, 2007
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
TOX PRESSOTECHNIK GMBH (DE)
RAPP EUGEN (DE)
International Classes:
B21D39/03; B23Q17/09
Foreign References:
DE102004002593A12004-07-29
US3728919A1973-04-24
DE2153331A11972-12-21
DE3617323A11987-01-02
DE3501302A11985-07-18
Attorney, Agent or Firm:
SCHUSTER, Gregor (Stuttgart, DE)
Download PDF:
Claims:
Ansprüche

1. Verfahren zur Werkzeugkontrolle an einer mit Stempel, Matrize und/ oder Abstreifer als Werkzeug ausgerüsteten Werkzeugmaschine, wobei Stempel, Matrize und/ oder Abstreifer zum Verbinden von Werkstücken (Platten, Blechen, Nietteilen, Bolzen) im Fügeverfahren dienen, wobei die Werkzeugkontrolle mit Hilfe eines flüssigen oder gasförmigen Kontrollmediums erfolgt, und mit einer eine änderung des Zustandes (Druck, Strömung oder Konsistenz) des Kontrollmediums erfassenden

Me s seinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollmedium in einem Kontrollmediumraum (9) erfasst und aus diesem Kontrollmediumraum (9) gezielt abströmbar ist, dass das Kontrollmedium vom Kontrollmediumraum (9) aus zu den zu kontrollierenden Stellen (5, 8) des Werkzeugs (1, 2, 4) leitbar ist und dass die der Messeinrichtung zugeführten Zustandswerte von Druck, Strömung oder Konsistenz von den Werten des Kontrollmediums im Kontrollmediumraum (9) ausgehen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollmedium bis zu der dem Stempel (1) zugewandten Seite (5) der Matrize (2) leitbar ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

dass die Kontrolle mittels Kontrollmedium und Messeinrichtung intermittierend und/ oder ohne

Werkstückeinsatz jeweils vor oder nach jeder Zustellung bzw. einer Anzahl von Arbeitshüben durchführbar ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontrollmediumraum in einer Einrichtung (18) angeordnet ist, die zwischen Stempel (1) und Matrize (2) während einer Bearbeitungsunterbrechung einfahrbar ist und Prüföffnungen (23, 24) aufweist, welche durch diesen Prüföffnungen zugewandte Stirnseiten von Stempel (1) und Matrize (2) für die Prüfung verschließbar sind.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Prüföffnungen (23) aufgrund ihrer Gestaltung (Konus 25) für Werkzeuge unterschiedlichen Durchmessers verwendbar sind.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Kontrollmediumraum (9) ein zu einem der Werkzeuge (Stempel 1 oder Matrize 2) zusammenwirkender Schieber (29) (Konus aufweisender Schieber, Abstreifer) angeordnet ist, welcher durch eine im Kontrollmediumraum (9) angeordnete Feder (21) zum Werkzeug hin belastet ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

dass der Schieber (20, 4)zum Kontrollmediumraum (9) hin bei seiner Hubbewegung eine Pumpfunktion ausübt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollmedium gezielt auf die Werkzeuge (1, 2, 4) leitbar ist und dass der Auftreffzustand erfasst wird, um über die Zustandsänderung desselben auf eine korrekte Lage zu schließen.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über einen Abflusskanal (15) des Kontrollmediumraums (9) Zustandsänderungen des Kontrollmediums gemessen werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abflusskanal (15) über zu kontrollierende Stellen an der Matrize (2) leitbar ist, um Schäden an der Matrize (2) zu erfassen.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der im Kontrollmediumraum (9) oder in einer der Mediumleitungen herrschende Zustand (Druck oder Strömungsverhalten) des Kontrollmediums mindestens mittelbar erfasst und der Messwert über die Messeinrichtung einem Programm entsprechend verarbeitbar ist.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Kontrollmediumraum (9) ein den Zustand des Kontrollmediums messender elektrischer Geber die Messwerte an die Messvorrichtung weitergibt.

13. Verfahren, bei dem Druckluft oder Gas als Kontrollmedium verwendet wird, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckluft oder dem Gas Zusätze zur Schmierung der Werkzeuge (1, 2, 4) beigegeben werden.

14. Werkzeugmaschine zum Zusammenfügen von Werkstücken wie Platten, Muttern oder Bolzen mit Platten udgl., insbesondere für den Einsatz des Verfahrens aus einem der vorhergehenden Ansprüche,

- mit einem Werkzeug bestehend aus Stempel (1) und mit diesem zusammenwirkender, eine Tiefziehöffnung (8) aufweisenden Matrize (2) bzw. einem Abstreifer (4, 19),

- mit einer mit einem der zu prüfenden Stelle zuleitbaren gasförmigen oder flüssigen Kontrollmedium arbeitenden Prüfeinrichtung (3, 18) und

- mit einer die Zustandsänderung des Kontrollmediums erfassenden Messeinrichtung, dadurch gekennzeichnet,

- dass zur Aufnahme des die Stirnseite des Stempels (1) beaufschlagenden Kontrollmediums ein Kontrollmediumraum (9) in der Prüfeinrichtung (3, 18) angeordnet ist,

- dass von diesem Kontrollmediumraum (9) mindestens ein Kontrollkanal (11, 23, 24) zu den bruchgefährdeten Stellen (1, 2, 4, 5) des Werkzeugs (1, 2, 4, 19) führt und

- dass zur überprüfung des Zustandes (Druck oder Strömung) des Kontrollmediums ein Geber im Kontrollmediumraum (9), Kontrollkanal oder in einem Raum, der zu einem davon abzweigenden Messkanal (15) führt, angeordnet ist und dessen Messwerte zur überprüfenden Messeinrichtung leitbar sind.

15. Werkzeugmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontrollmediumraum (9) in einem Gehäuse (3, 18) zwischen Matrize (2) und Stempel (1) angeordnet ist.

16. Werkzeugmaschine nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (1) in den Kontrollmediumraum (9) taucht und dass das Kontrollmedium am Stempel entlang zur Stempel und Matrize betreffenden Kontrollstelle leitbar ist (Fig. 1 und 2).

17. Werkzeugmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zur Leitung des Kontrollmediums ein Kanal im Stempel dient.

18. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Prüfeinrichtung ein zwischen Stempel (1) und Matrize (2) einschwenkbarer Prüfkopf (18) dient, der den Werkzeugen

(1, 2) zugewandt Prüföffnungen (23, 24) aufweist, die während des Prüfvorgangs durch die Werkzeuge Stempel (1) und Matrize (2) abgedeckt sind (Fig. 3).

19. Werkzeugmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass im Kontrollmediumraum (9) ein federbelasteter Ringschieber (20) angeordnet ist mit einem zu einer der Prüföffnungen (23) führenden zentralen Bohrung (23) und dass die dem Werkzeug (Stempel 1) zugewandte Stirnseite einen Innenkonus (25) aufweist, so dass auch bei unterschiedlichen Durchmessern des Stempels (1) eine entsprechend dichte Auflage gegeben ist.

20. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass um den Stempel (1) ein in Richtung Matrize (2) wirkender Abstreifer (4) (Niederhalter) angeordnet ist und dass der Kontrollkanal (11) als Ringspalt zwischen Stempel (1) und Niederhalter (4) ausgebildet ist, der zur Matrize (2) hin offen ist.

21. Werkzeugmaschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer (4) einen Kolben (12) aufweist, welcher radial dichtend in einer zylindrischen Bohrung (13) des den Stempel (1) sowie den Kontrollmediumraum (9) aufnehmenden Werkzeugteils (3) axial verschiebbar angeordnet ist.

22. Werkzeugmaschine nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,

dass der Kolben (12) mit dem Kontrollmediumraum (9) eine Pumpe für das Kontrollmedium bildet, deren Zufluss über ein beim Arbeitshub schließbares Ventil erfolgt.

23. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (2) in ihrer Ausnehmung (8) in an sich bekannter Weise ölentlastungsbohrungen (17) aufweist.

24. Werkzeugmaschine nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Matrize (2) zur Ableitung von überschüssigen Schmiermitteln angeordneten ölentlastungsbohrungen (17) durch das Kontrollmedium mitkontrollierbar und mitreinigbar sind.

25. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass in dem den Stempel (1) aufnehmenden Werkzeugteil (3) ein Zuflusskanal (10) zum Kontrollmediumraum (9) und außer dem Kontrollkanal (11) noch ein Abflusskanal (15) mit kontrolliertem Abfluss für das Kontrollmedium des Kontrollmediumraums (9) vorhanden ist.

Description:

Kontrollverfahren an Werkzeugmaschinen und Werkzeugmaschine zur Durchführung des Verfahrens

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Werkzeugkontrolle an einer mit Stempel und Matrize und/ oder Abstreifer ausgerüsteten Werkzeugmaschine, wobei Stempel, Matrize und/ oder Abstreifer zum Verbinden von Werkstücken im Fügeverfahren dienen, nach der Gattung des Anspruchs 1 und von einer Werkzeugmaschine zum Zusammenfügen von Werkstücken, insbesondere für den Einsatz oben genannten Verfahrens nach der Gattung des Anspruchs 14.

Bei einem bekannten Werkzeugkontrollverfahren, bzw. einer Werkzeugmaschine dieser Art (DE 10 2004 002 593 Al) wird das Kontrollmedium über Kanäle geleitet, die in der Matrize angeordnet sind, so dass bei einem Schaden an der Matrize das Kontrollmedium beim Abströmen an dieser Stelle einen geringeren Widerstand erfährt und dass dadurch einerseits der Druck des Kontrollmediums verringert aber die Strömung desselben erhöht wird. Auf diese Weise kann in einfacher Art bei Matrizenschäden eine änderung des Zustandes wie Strömung oder Druck des Kontrollmediums gemessen werden und entsprechend auf einen Schaden an der Matrize geschlossen werden. Es verlaufen demnach die Kanäle für das Kontrollmedium zu bruchempfindlichen Stellen in der Matrize und werden entsprechend von außerhalb derselben über eine Leitung mit dem Kontrollmedium versorgt.

Diese Anordnung berücksichtigt die Erfahrung, dass beim Einsatz der Werkzeuge wenn dann meist die Matrize einen Schaden erfährt. Trotzdem besteht ein wenn auch nur geringer Nachteil dieses bekannten Systems darin, dass beim Auswechseln der Matrize auch die Anschlussleitungen für das Kontrollmedium neu angeschlossen werden müssen, was zu einem zusätzlichen Aufwand führt. Außerdem sind bei dieser bekannten Anordnung Schäden im Stempelbereich nicht mit erfassbar.

Bei einem anderen bekannten Verfahren zur Werkzeugkontrolle bzw. einer Werkzeugmaschine zur Durchführung des Verfahrens (CH 4 12 520) wird zur Qualitätsprüfung ebenfalls ein strömbares Prüfmedium verwendet, welches unter messbarem Druck steht. Die anderen dort entnehmbaren Merkmale weichen aber erheblich von den übrigen gattungsgemäßen Merkmalen von Anspruch 1 und Anspruch 14 ab.

Bei wieder einer anderen bekannten Patentanmeldung (DE OS 21 53 331) handelt es sich um ein Prüfverfahren mit Hilfe eines Werkzeugs, in dem ein Druckmittelstrahl bei intaktem Werkzeug eine Ablenkung erfährt, die nicht mehr vorhanden ist, wenn das Werkzeug beschädigt ist. Wörtlich heißt es:

„bei Vorhandensein eines unversehrten Werkzeuges wird der vom ersten Strahler ausgestrahlte Druckmittelstrahl vom Werkzeug abgelenkt und kann nicht am zugehörigen ersten Empfänger auftreffen".

Es handelt sich somit um einen Gegenstand anderer Gattung - bei dem dort dargestellten Beispiel um einen Bohrer als Werkzeug - und es ist weder Stempel, Matrize oder Abstreifer für ein

Fügeverfahren vorhanden, noch ein Kontrollmediumraum mit gezielter Zuströmung und Abströmung eines Kontrollmediums.

Bei wieder einem anderen Fügeverfahren bzw. Clinchwerkzeug aus dem Jahr 1973 (US 3,728,919), bei dem ein Bruch am Stempel eine änderung des Druckes eines normalerweise geschlossenen Pneumatikkreislaufes bewirkt, wird nachteiligerweise somit nur der Stempel kontrolliert.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren bzw. eine Werkzeugmaschine zu entwickeln, mit dem Schäden an der Matrize oder am Stempel feststellbar sind ohne die bekannten genannten Nachteile, so dass erforderlichenfalls schadhafte Werkzeuge schnell ausgetauscht werden können.

Die Erfindung und ihre Vorteile

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs sowie die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 14, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens, hat demgegenüber den Vorteil über die sehr einfache Erfassung der Zustandswerte des Kontrollmediums sowohl Schäden am Stempel des Abstreifers oder auch an der Matrize zu erfassen und den Vorteil des sehr einfachen und sicheren Anschlusses für das Kontrollmedium sowie einer sehr einfachen Führung des Kontrollmediums vom Kontrollmediumraum her zu der zu

kontrollierenden Stelle, und einer vielschichtigeren Verwendung der Erfindung. Der Einsatz eines Raumes für das Kontrollmedium, unabhängig von zur Matrize führenden Kanälen bietet die Möglichkeit das Kontrollmedium nicht nur zum Einsatz für die Kontrolle eines Bruchschadens odgl. am Werkzeug einzusetzen, sondern auch für sonstige Kontrollen, beispielsweise eine korrekte Zuordnung der Werkzeuge unter sich, bzw. zu den Werkstücken, aber auch als Kontrolle der Kontrolleinrichtung selbst. Je nach Anordnung der Zuführung des Kontrollmediums, bzw. je nach Programmierung kann hierdurch auch geprüft werden, ob Mängel beim Einfahren von Stempel oder Abstreifer vorhanden sind, indem entweder die Zustandsähderung des Kontrollmediums als Druckänderung festgestellt wird oder aber auch als Strahländerung, die sich in erster Linie über den Strömungszustand erfassen lässt. In jedem Fall kann als Kontrollmedium Gas, beispielsweise Luft, oder Flüssigkeit dienen, wobei Gas das bevorzugte Kontrollmedium sein dürfte.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, die sich vor allem gegenüber den bekannten Verfahren und Vorrichtungen abhebt, ist das Kontrollmedium bis zu der dem Stempel zugewandten Seite der Matrize leitbar. Hierdurch wird garantiert, dass in jedem Fall sowohl der Stempel als auch die Matrize auf Schäden kontrolliert wird, was dadurch gegeben ist, dass der Kontrollmediumraum in einem Gehäuse zwischen Matrize und Stempel angeordnet ist, wobei aber auch der Stempel in den Kontrollmediumraum tauchen kann und das Kontrollmedium am Stempel entlang zur Stempel und Matrize betreffenden Kontrollstelle leitbar ist. So ist auch denkbar, dass zur Leitung des Kontrollmediums zusätzlich ein Kanal im Stempel vorgesehen ist.

Hierbei kann der Zufluss zu diesem Kanal über eine Bohrung erfolgen, die bei der Hubbewegung des Stempels steuerbar ist. So kann beispielsweise beim Arbeitshub eine entsprechende Verschiebung des Stempels zum Gehäuse oder aber zum Abstreifer zu einer Steuerung des Kontrollmediums in diesen Kanal führen.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Kontrolle mittels Kontrollmedium und Messeinrichtung intermittierend und/ oder ohne Werkstückeinsatz jeweils vor oder nach jeder Zustellung, bzw. einer Anzahl von Arbeitshüben. Ein solches Vorgehen bei der Kontrolle ist dann erforderlich, wenn es sich um den Einsatz des Werkzeuges, beispielsweise zum Verbinden von zwei übereinanderliegenden Platten, handelt, so dass durch die räumliche Trennung von Stempel und Matrize durch die verformten Plattenabschnitte die Matrize vom Kontrollmedium nicht erfasst werden kann aber erfasst werden sollte. Bei einem solchen Einsatz erfolgt die Prüfung vor Herstellung eines Fügepunktes oder auch nach einem bestimmten Zyklus der Erstellung von Fügepunkten.

Nach einer die intermittierende Prüfung betreffende Ausgestaltung der Erfindung ist der Kontrollmediumraum in einer Einrichtung angeordnet, die zwischen Stempel und Matrize während einer Bearbeitungsunterbrechung einfahrbar ist und Prüföffnungen aufweist, welche durch diesen Prüföffnungen zugewandte Stirnseiten von Stempel und Matrize für die Prüfung verschließbar sind, wobei nach einer zusätzlichen Ausgestaltung dieses Merkmals mindestens eine der Prüföffnungen aufgrund ihrer Gestaltung (Konus) für Werkzeuge unterschiedlichen Durchmessers verwendbar sind, d. h. dass als Prüfeinrichtung ein zwischen Stempel und Matrize einschwenkbarer Prüfkopf dienen

kann, der den Werkzeugen zugewandt Prüföffnungen aufweist, die während des Prüfvorgangs durch die Werkzeuge Stempel und Matrize abgedeckt sind, wobei ein im Kontrollmediumraum federbelasteter Ringschieber angeordnet sein kann mit einem zu einer der Prüföffnungen führenden zentralen Bohrung, und dass die dem Werkzeug (Stempel) zugewandte Stirnseite einen Innenkonus aufweist, so dass auch bei unterschiedlichen Durchmessern des Stempels eine entsprechend dichte Auflage gegeben ist. Durch den Innenkonus an dem federnd gelagerten Schieber wird vor allem erreicht, dass mit einer Einrichtung unterschiedlich weit vorstehende Stempelpins geprüft werden können oder auch Stempelpins mit verschiedenen Durchmessern.

Nach einer anderen die Leitung des Kontrollmediums über den Stempel betreffenden vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Kontrollmedium über einen den Stempel umgebenden Ringkanal bestimmten Querschnitts aus dem

Kontrollmediumraum zur Kontrollstelle leitbar, ganz unabhängig davon, ob ein Abstreifer verwendet wird oder nicht. In jedem Fall wird das Kontrollmedium um den Stempel herum in Richtung Matrize geleitet, um auf diesem Weg, beispielsweise bei der Verwendung eines Abstreifers, Schäden an Stempel, Matrize oder Abstreifer erfassen zu können.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in dessen Betrieb der Kontrollmediumraum im Gehäuse zwischen den Werkzeugen nahe dem Stempel angeordnet, d. h. der Kontrollmediumraum ist in einem Gehäuse zwischen Matrize und Stempel angeordnet, wobei der Stempel in den Kontrollmediumraum taucht, wobei das Kontrollmedium am Stempel entlang zur Stempel und Matrize betreffenden

Kontrollstelle gelangt. Dies hat insbesondere in Verbindung mit den weiter unter beschriebenen Ausgestaltungen der Erfindung den Vorteil der vollständigen Integration des Kontrollmediumraums zwischen die Werkzeuge und deren Funktionalität. Besonders im Bereich des Stempels mit Abstreifer, diesen belastender Feder und dem umgebenden Gehäuse lassen sich die beweglichen Teile des Werkzeuges gegenüber dem bei der Kontrolle feststehenden Gehäuse sehr praktisch für Kontrollmessungen erfassen, unabhängig davon, ob es sich um Druckmessungen oder Strömungsmessungen handelt. Die Feststellung eines Defekts an Matrize oder Stempel erfolgt immer in der gleichen Weise, nämlich durch Feststellen der änderung des Staudrucks im Prüfkopf, wobei ein Unterschreiten eines festgelegten Staudrucks ein Fehlersignal erzeugt.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung arbeitet der Stempel mit einem koaxial zu ihm angeordneten Abstreifer (Niederhalter), der einen das Kontrollmedium leitenden Ringkanal bestimmten Querschnitts aus dem

Kontrollmediumraum zur Kontrollstelle leitet. Ein solcher Kontrollkanal mit definierten Abmaßen ergibt einen bestimmten Strömungswiderstand, bzw. ein bestimmtes Druckgefälle zwischen vorgegebenem Druck des Kontrollmediums insbesondere im Kontrollmediumraum und dem entsprechenden Abfall des Druckes im Ringkanal, der je nach Zustand der Kontrollstelle, beispielsweise gebrochener Matrize odgl., sich ändert. Jedenfalls ist der Stempel in bezug auf den Abstreifer koaxial angeordnet.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Abstreifer einen Kolben auf, welcher radial dichtend in einer zylindrischen Bohrung des den Stempel sowie den

Kontrollmediumraum aufnehmenden Werkzeugteils axial verschiebbar angeordnet ist, wobei auch dieser den Kolben des Abstreifers aufnehmende Kontrollmediumraum zylindrisch ausgebildet ist, so dass der Kolben des Abstreifers, an dem vorzugsweise auch die Abstreiferfeder angreift, als Pumpkolben für das Kontrollmedium wirkt, so dass auf zusätzliche Fördereinrichtungen für das Kontrollmedium verzichtet werden kann. Das Kontrollmedium gelangt dann beispielsweise über ein Rückschlagventil in den Kontrollmediumraum und wird von dort bei der Arbeitshubbewegung des Stempels, bzw. der Matrize über den Kontrollspalt aus dem Kontrollmediumraum zur zu kontrollierenden Stelle geleitet. Hierbei kann erfindungsgemäß der Zufluss des Kontrollmediums in den Kontrollmediumraum über ein beim Arbeitshub schließbares Ventil erfolgen.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist um den Stempel ein in Richtung Matrize wirkender Abstreifer (Niederhalter) angeordnet, mit dem das Werkstück auf die Matrize gepresst wird und der vorteilhafterweise auch als Abstreifer des bearbeiteten Werkstücks vom Stempel dient, wobei erfindungsgemäß der vom Kontrollmediumraum zur Matrize führende Ringspalt als Kontrollkanal zwischen dem Stempel und diesem Abstreifer ausgebildet ist und einen definierten Querschnitt aufweist. Entsprechend seiner Funktion ist dieser Abstreifer durch eine Feder in Richtung Werkstück belastet und weist durch seine Aufgabe als Begrenzung zum Kontrollmediumraum hin eine Abdichtung zur Wand des Kontrollmediumraums auf. Die Feder kann außerdem bei der Pumpfunktion des Kolbens mitwirken.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Kontrollmedium gezielt auf die Werkzeuge oder Werkstücke geleitet

und es wird der Auftreffzustand erfasst, um über die Zustandsänderung auf eine korrekte Lage zu schließen. Eine korrekte Lage ist beispielsweise dann gegeben, wenn Stempel und Matrize sowie Abstreifer achsgleich angeordnet sind, um dadurch eine entsprechend achssymmetrische Einwirkung auf das Werkstück zu erzielen und damit eine Schonung des Werkzeuges, bzw. Optimierung des Verbindungspunkte zu erzielen. Wenn beispielsweise der Stempel aber auch die Matrize nicht senkrecht zum Werkstück angeordnet sind, führt dieses zur leichteren Abnutzung oder Zerstörung des Werkzeugs. über den beim Auftreffen des Kontrollstrahles erfassten Zustand des Kontrollmediums, beispielsweise geringerer Rückstoß, kann, je nach Programmierung, die Auswertung des Messwertes zu einem Unterbrechen der Produktion führen und einer Justierung der Werkzeuge, bzw. der Zuführung der Werkstücke.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird der im Kontrollmediumraum oder in einer der Kontrollmediumraum oder in einer der Mediumleitungen herrschende Zustand (Druck- oder Strömungsverhalten) des Kontrollmediums mindestens mittelbar erfasst und der Messwert über die Messeinrichtungen einem Programm entsprechend verarbeitet.

Natürlich ist es auch möglich den Zustand (Druck oder Strömung) des Kontrollmediums über einen elektrischen Geber im Kontrollmediumraum zu erfassen oder mit Hilfe einer sonstigen Messeinrichtung im Abflusskanal.

Bei der Erfindung verwendbare Messmethoden des Zustandes des Kontrollmediums sind natürlich in vielfältigster Weise bekannt und bei der Erfindung einsetzbar.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Kontrollmediumraum außer dem Zuflusskanal für das Medium und unabhängig vom stempelbegrenzten Ringkanal einen Abflusskanal für das Medium aufweisen, in dem sowohl Druck als auch Strömung des Kontrollmediums in Bezug auf den Kontrollmediumraum messbar sind. Auf diese Weise können besonders einfach Messwerte in Bezug auf Druck oder Strömung des Kontrollmediums erfasst werden.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, bei der Gas, z. B. Druckluft, als Kontrollmedium dient, werden Zusätze zur Schmierung der Werkzeuge (Stempel, Matrize) beigegeben. Eine Schmierung vom Stempel, insbesondere bei Verwendung eines Abstreifers, ist oftmals erforderlich und wird dadurch hier in einfachster Weise ermöglicht.

Bei dem Einsatz der Erfindung zur Kontrolle der Matrize ohne Werkstück kann nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Druckluft unter ausreichendem Druck zugeführt werden um Werkzeug, Stempel und/ oder Matrize von Dreck oder Rückständen zu reinigen, insbesondere wenn in der Ausnehmung der Matrize in an sich bekannter Weise ölentlastungsbohrungen vorhanden sind, die hierbei durchgeblasen werden können.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Werkzeug als erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1. und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein zweites

Ausführungsbeispiel.

In einer nicht dargestellten Werkzeugmaschine ist einander gegenüberliegend ein Stempel 1 und eine Matrize 2 achsgleich angeordnet, zwischen denen, ebenfalls nicht dargestellt, die zu verbindenden Werkstücke angeordnet werden und wobei zur Herstellung der Verbindung der Stempel 1 in Richtung des Pfeiles I in Richtung zur Matrize 2 hin angetrieben wird. Die Verbindung entsteht durch Kaltverformung am Werkstück. Um ein gutes Anliegen des Werkstücks an der Matrize zu gewährleisten, ist das den Stempel 1 aufnehmende Gehäuse 3 mit einem Abstreifer 4 ausgerüstet, der unmittelbar vor Auftreffen des Stempels 1 auf das Werkstück auftrifft und beim Arbeitshub des Stempels 1 dieses auf die Stirnseite 5 der Matrize 2 presst, bevor dann beim fortgesetzten Arbeitsgang der Stempel 1 die Kaltverformung am Werkstück erzielt. Bei diesem fortgesetzten Arbeitsgang wird der Abstreifer 4 in dem Gehäuse 3 gegen die Kraft einer Feder 6 zurückverschoben,

um dann, nach Beendigung des Arbeitshubes und Rückfahren des Gehäuses 3, wieder in seine dargestellte Ausgangslage zu gelangen.

Die Erfindung dient dazu Schäden im Bereich des Stempels 1 der Matrize 2 und des Abstreifers 4 zu ermitteln, vor allem aber auch Schäden an der Matrize 2, beispielsweise bei Herausbrechen eines feststehenden oder beweglichen Teils auf der Stirnseite 5, wie es durch die gestrichelte Linie 7 angedeutet ist, Schäden, die zu erheblichen Fehlern bei der Kaltverformung an den Werkstücken führen können. Im dargestellten Fall ist in der Matrize 7 lediglich eine topfförmige Ausnehmung 8 vorgesehen, erfindungsgemäß könnte es sich aber auch um eine Ausnehmung mit mindestens teilweise radial beweglichen Wänden handeln.

Der die Feder 6 aufnehmende Raum dient als Kontrollmediumraum 9, der über einen Anschluss 10 mit einem Kontrollmedium versorgt wird, welches über einen Ringkanal 11, beispielsweise zu der vorzugsweise zu kontrollierenden Stelle auf der Stirnseite 5 der Matrize 2, leitbar ist. Als Kontrollmedium kann bevorzugt Druckluft dienen aber auch eine Flüssigkeit, wobei bei der Verwendung von Druckluft dieser ein Schmiermittel beigegeben werden kann, um im Bereich des Ringspalts 11 aber auch die Hubbewegung des Abstreifers 4 zu schmieren. Um ein ungezieltes Abströmen des Kontrollmediums aus dem Kontrollmediumraum 9 zu unterbinden, weist der Abstreifer 4 auf der der Feder 6 zugewandten Seite einen Kolben 12 auf, der in einem zylindrischen Abschnitt 13 des Kontrollmediumraums 9 geführt und durch einen Dichtring 14 radial abgedichtet ist. Das Kontrollmedium muss bei diesem Ausführungsbeispiel somit beim kontrollierten Arbeitshub von Stempel 1 zu Matrize 2 durch den Ringkanal 11 strömen, wobei sich Veränderungen durch Ausbrüche an der Matrize oder

Schäden an Stempel, bzw. Abstreifer durch änderung des Zustandes, d. h. der Strömung, bzw. des Drucks des Kontrollmediums, auswirken. Entsprechend müssen in an sich bekannter Weise diese änderungen über Messeinrichtungen erfasst werden, was entweder durch Messung der änderung der Strömung oder aber des Druckes erfolgen kann. Meist besteht ein direkter Zusammenhang zwischen Druckänderung und Strömungsänderung. Eine sich durch die Hubbewegung des Abstreifers 4 ergebende Druckänderung im Kontrollmediumraum 9 wird entsprechend mit berücksichtigt.

Um eine solche Druck- oder Strömungsänderung zu erfassen ist es vorteilhaft einen Abflusskanal 15 vorzusehen, in dem derartige änderungen über eine Strömungsdrossel in bekannter Weise sehr einfach messbar sind. Da derartige Messeinrichtungen in vielfältiger Weise bekannt sind, sind sie bei dem Ausführungsbeispiel nicht dargestellt. Natürlich kann eine solche Messung auch über einen im Kontrollmediumraum angeordneten Geber erfolgen, der Druckänderungen erfasst, womit auf entsprechende Strömungsänderungen geschlossen werden kann.

Wie in Fig. 2 dargestellt kann der Ringspalt 11 radial zusätzliche axial verlaufende Aussparungen 16 aufweisen, um eine bessere Führung des Kontrollmediums zu erhalten. Der Niederhalter 4 dient im übrigen auch als Abstreifer, um beim Zurückfahren des Stempels 1 und Herausziehen aus der Kaltverformungsöffnung des Werkstücks dieses niederzuhalten, wozu die Feder 6 eine entsprechende Mindestkraft aufweisen muss.

Der Einsatz der Erfindung zur Kontrolle des mindestens aus Stempel 1 und Matrize 2 bestehenden Werkzeugs kann

unterschiedlich erfolgen. So würde beispielsweise bei der Verbindung von Blechen durch diese Bleche als Werkstück der Zugang des Kontrollmediums zur Matrize gesperrt werden, so dass eine jeweilige Kontrollmessung nur in den Bearbeitungspausen erfolgen kann, nämlich jeweils als Kontrollhub vor oder zwischen einzelnen Arbeitshüben. Der Einsatz der Erfindung ist allerdings auch denkbar bei eine Kaltverformung vornehmenden Werkstückbearbeitungen, bei denen durch das Werkstück der Zugang zur Matrize erhalten bleibt. In jedem Fall werden Fehler am Stempel oder Abstreifer erfasst, die bekanntlich jedoch seltener sind als jene an der Matrize.

Bekannt ist auch, dass die Ausnehmung 8 an der Matrize Entlastungsbohrungen 17 aufweist, deren Durchgang ebenfalls über das erfindungsgemäße Kontrollverfahren geprüft werden kann, die aber auch vorteilhafterweise durch das Kontrollmedium durchgeblasen werden können.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel entsprechen einige Werkzeugteile jenen aus dem ersten Ausführungsbeispiel und werden deshalb, um den Vergleich zu vereinfachen, mit den selben Bezugszahlen versehen. Die Teile hingegen, die eine andere Aufgabe aufweisen, sind mit anderen Bezugszahlen versehen.

Bei diesem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird grundsätzlich davon ausgegangen, dass eine Prüfung oder Kontrolle der Werkzeuge grundsätzlich intermittierend erfolgt, d. h. die Herstellung von Verbindungspunkten bei einem Durchsetzfügeverfahren, also dem Herstellen von Verbindungspunkten zwischen Blechen odgl. mit Tiefziehen und Verquetschen der blechartigen Werkstücke erfolgt grundsätzlich in

Fertigungspausen. Hierfür wird ein den Kontrollmediumraum 9 aufnehmender Prüfkopf 18 zwischen die Matrize 2 und den Stempel 1 bzw. den um den Stempel angeordneten Abstreifer 19 geschwenkt und für den Prüfvorgang eingeklemmt. Im Prüfkopf 18 ist ein Schieber 20 axial verschiebbar und achsgleich mit dem Stempel angeordnet, welcher durch eine Feder 21 in Richtung zum Stempel 1 belastet ist. Die Ausgangslage des Schiebers 20 ist durch einen Anschlagsring 22 bestimmt. Im übrigen weist der Kontrollmediumraum 9 ebenfalls einen Anschluss 10 für den Zufluss des Kontrollmediums und einen Abflusskanal 15 als möglichen Messanschluss zu einem Messgeber des Kontrollmediums auf.

Der Prüfkopf 18 weist auf seinen dem Stempel 1 und der Matrize 2 zugewandten Seiten Prüföffnungen 23 und 24 auf, über die das Kontrollmedium aus dem Kontrollmediumraum 9 unmittelbar zu den Kontrollstellen, nämlich den Stirnseiten von Stempel 1 und Matrize 2, zuleitbar ist. Während es sich bei der Prüföffnung 24 um eine weitgehend offene Verbindung zu der Ausnehmung 8 der Matrize 2 handelt ist die Prüföffnung 23 als Bohrung im Schieber 20 angeordnet und weist an ihrer dem Stempel 2 zugewandten. Seite einen Innenkonus 25 auf, an dessen konischer Wand der Stempel 1 mit seiner dieser Wand zugewandten Stempelkante, die meist leicht abgerundet ist, aufliegt. Wie erkennbar, ist der Durchmesser des Stempels 1 an dieser Stelle wesentlich größer als der Durchmesser der Prüföffnung 23. Es können somit bei dem gegebenen Konus 25 Stempel verschiedener Durchmesser mit nur einem Werkzeug geprüft werden. Im übrigen erfolgt die Prüfung wie bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Bezugszahlenliste

1 Stempel

2 Matrize

3 Gehäuse

4 Abstreifer

5 Stirnseite

6 Feder

7 Linie

8 Ausnehmung

9 Kontrollmediumraum

10 Anschluss

11 Ringkanal

12 Kolben

13 zylindrischer Abschnitt

14 Ringdichtung

15 Abflusskanal

16 Aussparung

17 Entlastungsbohrung

18 Prüfkopf

19 Abstreifer

20 Schieber

21 Feder

22 Anschlagring

23 Prüföffnung

24 Prüföffnung

25 Innenkonus